CN206250857U - 永磁电机和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种永磁电机和空调器，其中，永磁电机包括转子和环绕所述转子设置的定子，所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。本实用新型技术方案可以提高永磁电机的效率。

Description

永磁电机和空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别涉及一种永磁电机和空调器。

背景技术

永磁电机是一种通过永磁体建立磁场的电机，相比电励磁电机，永磁电机取消了励磁绕组和励磁电源，结构简单，运行可靠，没有励磁系统损耗，且永磁电机的尺寸和形式灵活多样，在空调器，特别是空调器的风机中有着广泛的应用。按永磁体的安置方式不同，永磁电机可分为表贴式和内置式两种，其中，内置式永磁电机相比表贴式永磁电机而言，通过放置更多的永磁体以提高气隙磁密，但是，内置式永磁电机的漏磁较大，特别是在铁芯中的漏磁，导致其效率偏低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种永磁电机，旨在解决永磁电机漏磁大的问题，提高永磁电机的效率。

为实现上述目的，本实用新型提出的永磁电机，包括转子和环绕所述转子设置的定子，所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。

优选地，所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.57、0.57～0.62或0.62～0.63。

优选地，所述转子的外径为50～50.5毫米。

优选地，所述转子包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯包括位于中部的转轴套环和多个沿所述转轴套环外圆周均匀分布的芯件，所述芯件通过连接桥连接于所述转轴套环的外圆周上，相邻两所述芯件间隔有沿所述转子铁芯径向延伸的安装槽；所述永磁体沿该永磁体所在处的所述转子的切向磁化，相邻两个所述永磁体的同极相对设置，多个所述永磁体对应内置于多个所述安装槽中。

优选地，所述芯件的外侧为圆弧，所述圆弧的圆心相对所述转轴套环的圆心相偏移设置，所述圆弧的直径为D3，所述转子的外径D1与所述圆弧的直径D3的差D1-D3为20～26毫米。

优选地，所述芯件的外侧为圆弧，所述圆弧的圆心相对所述转轴套环的圆心相偏移设置，所述圆弧的直径D3为30.36～33.40毫米，所述圆弧的直径D3的取值随着所述转子的外径D1的取值的增大而减小。

优选地，所述永磁体的长度L1为16～17毫米。

优选地，所述安装槽的远离所述转轴套环的一侧设有敞口，所述敞口的宽度K为2～4毫米。

优选地，所述永磁体的宽度L2与所述敞口的宽度K的比值L2/K为1.2～2.0。

优选地，所述芯件远离所述转轴套环的一侧开设有狭缝孔，所述狭缝孔邻近所述永磁体设置，所述狭缝孔与邻近的所述永磁体的长度方向的夹角为30～60度。

优选地，所述转子铁芯和所述永磁体整体塑封。

优选地，所述转子铁芯与所述永磁体的两端通过灌封胶固定。

本实用新型进一步还提出一种空调器，包括永磁电机，所述永磁电机包括转子和环绕所述转子设置的定子，所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。

本实用新型技术方案中，永磁电机包括转子和环绕转子设置的定子，转子的外径D1与定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。在永磁电机的运转过程中，在永磁电机中主要有铜耗和铁耗两种电磁损耗，而这两种损耗的分布比例和D1/D2的大小有很直接的关系，当D1/D2比值较小时，铜耗可能占比较高，当D1/D2比值较大时，铁耗可能占比比较高，只有当D1/D2在某一范围时，铜耗和铁耗的分布最佳，此时的电机效率也最高。通过将转子与定子的外径比值D1/D2设置为0.56～0.63，优化永磁电机中的磁路，使磁场主要分布在定子中，使得电机铜耗和铁耗分布最佳，从而提高永磁电机的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中永磁电机的结构示意图；

图2为图1的永磁电机的转子铁芯的结构示意图；

图3为图1的永磁电机的转子的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	转子	110	转子铁芯
111	转轴套环	111a	轴孔
				112	芯件	113	连接桥
114	安装槽	115	狭缝孔
				120	永磁体	200	定子

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型提出一种永磁电机。

在本实用新型实施例中，如图1所示，该永磁电机包括转子100和环绕转子100设置的定子200，转子100的外径D1与定子200的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。

其中，定义转子100的最大外直径为转子100的外径D1，定义定子200的最大外直径为定子200的外径D2。在永磁电机的运转过程中，绕组电流将导致铜耗，变化的磁场将导致铁耗，具体包括涡流损耗、铁芯磁滞及涡流损耗、齿部磁通脉振损耗以及气隙磁通脉动在转子和定子表面产生的损耗，铜耗和铁耗导致永磁电机的效率下降。通过设置转子100和定子200的外径比值D1/D2为0.56～0.63，优化永磁电机中的磁场分布，使得电机铜耗和铁耗分布最佳，从而提高永磁电机的效率。

进一步的，永磁电机中，转子100和定子200的外径比值D1/D2可取为0.56～0.57、0.57～0.62或0.62～0.63三组范围内的任意一组中的某一具体值。在本实用新型的具体实施例中，由于永磁电机主要用于空调器的风机中，永磁电机的定子外径D2根据空调器的尺寸而确定，相应的，永磁电机的转子外径D1的具体取值为50～50.5毫米范围内的任意值。

如图2和图3所示，转子100包括转子铁芯110和多个永磁体120，转子铁芯110包括位于中部的转轴套环111和多个沿转轴套环111外圆周均匀分布的芯件112，芯件112通过连接桥113连接于转轴套环111的外圆周上，相邻两芯件112间隔有沿转子铁芯110径向延伸的安装槽114；永磁体120沿该永磁体120所在处的转子100的切向磁化，相邻两个永磁体120的同极相对设置，多个永磁体120对应内置于多个安装槽114中。其中，转轴套环111的中心开设有轴孔111a，用于穿设永磁电机的转轴。连接转轴套环111和芯件112的连接桥113可由非磁性材料制成，以减小漏磁。多个对应内置于安装槽114中的永磁体120为永磁电机的运转提供磁场，切向充磁的设置方式有利于获得较大的气隙磁密，进而提高永磁电机的效率。

为了减小永磁电机的齿槽转矩，从而减小转矩波动，降低永磁电机运行过程中的振动和噪声，如图2所示，芯件112的外侧为圆弧，圆弧的圆心相对转轴套环111的圆心相偏移设置，圆弧的直径为D3，转子100的外径D1与圆弧的直径D3的差D1-D3为20～26毫米。其中，齿槽转矩为永磁电机绕组不通电时永磁体和铁芯之间相互作用所产生的转矩，是由永磁体与电枢齿间相互作用力的切向分量的波动引起的。通过将芯件112的外侧圆弧设置为与转轴套环111的圆心不同心，使气隙不均匀，以改变气隙磁密的分布，从而减小永磁电机的齿槽转矩。

为了减小永磁电机的齿槽转矩，当永磁电机的转子外径D1为50～50.5毫米时，相应的圆弧的直径D3还可设置为30.36～33.40毫米，且随着转子的外径D1取值的增大而减小，即当转子的外径D1为50毫米时，圆弧的直径D3为33.40毫米，当转子的外径D1为50.5毫米时，圆弧的直径D3为30.36毫米。在一具体实施例中，转子的外径D1为50.2毫米，圆弧的直径D3为33.2毫米。

为了减小漏磁，提高永磁电机的效率，如图3所示，安装槽114的远离转轴套环111的一侧设有敞口。通过开设敞口，使相邻的两芯件112之间断路，从而减小了该处的漏磁。同时，为了避免敞口的宽度K，即敞口沿其所在处的转子的切向的尺寸过大而导致电机的等效气隙变大、气隙磁密变小而使永磁电机的效率下降，敞口的宽度K优选为2～4毫米。

进一步的，如图3所示，为了使永磁电机内的磁场合理分布，即尽可能集中于定子200所在的区域，提高永磁电机的效率，永磁体120的长度L1为16～17毫米，其中，长度表示永磁体120沿所在处转子100的径向的尺寸。永磁体120的宽度L2与气隙的大小有关，同时为了保证永磁电机的抗去磁能力，避免产生不可逆退磁的现象，永磁体120的宽度L2与敞口的宽度K的比值L2/K为1.2～2.0，其中，宽度表示永磁体120沿所在处转子100的切向的尺寸。在一具体实施例中，当转子铁芯的外径D1为50.2毫米时，敞口的宽度K为2.5毫米，永磁体的长度L1为17毫米，永磁体的宽度L2为5毫米。

为了进一步优化磁路，提高永磁电机的效率，如图3所示，芯件112远离转轴套环111的一侧还开设有狭缝孔115，狭缝孔115邻近永磁体120设置，狭缝孔115与邻近的永磁体120的长度方向的夹角θ为30～60度。在一具体实施例中，该夹角θ为40度。通过设置狭缝孔115，以改善永磁电机内的磁场分布情况，减小漏磁，从而提高永磁电机的效率。

为了提高永磁电机转子100整体的结构强度，转子铁芯110和永磁体120整体塑封。在一具体实施例中，通过热固性塑料对其进行整体封装，以保障永磁电机转子100运行过程中的安全性。

转子铁芯110和永磁体120的两端还通过灌封胶固定，以进一步增加其结构强度，防止在转动过程中永磁体120被甩脱而导致安全隐患。

本实用新型还提出一种空调器，该空调器包括上述永磁电机，该永磁电机的具体结构参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种永磁电机，包括转子和环绕所述转子设置的定子，其特征在于，所述转子包括：

转子铁芯，所述转子铁芯包括位于中部的转轴套环和多个沿所述转轴套环外圆周均匀分布的芯件，所述芯件通过连接桥连接于所述转轴套环的外圆周上，相邻两所述芯件间隔有沿所述转子铁芯径向延伸的安装槽；以及，

多个永磁体，所述永磁体沿该永磁体所在处的所述转子的切向磁化，相邻两个所述永磁体的同极相对设置，多个所述永磁体对应内置于多个所述安装槽中；

所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.63。

2.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子的外径D1与所述定子的外径D2的比值D1/D2为0.56～0.57、0.57～0.62或0.62～0.63。

3.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子的外径为50～50.5毫米。

4.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述芯件的外侧为圆弧，所述圆弧的圆心相对所述转轴套环的圆心相偏移设置，所述圆弧的直径为D3，所述转子的外径D1与所述圆弧的直径D3的差D1-D3为20～26毫米。

5.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述芯件的外侧为圆弧，所述圆弧的圆心相对所述转轴套环的圆心相偏移设置，所述圆弧的直径D3为30.36～33.40毫米，所述圆弧的直径D3的取值随着所述转子的外径D1的取值的增大而减小。

6.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁体的长度L1为16～17毫米。

7.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述安装槽的远离所述转轴套环的一侧设有敞口，所述敞口的宽度K为2～4毫米。

8.如权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁体的宽度L2与所述敞口的宽度K的比值L2/K为1.2～2.0。

9.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述芯件远离所述转轴套环的一侧开设有狭缝孔，所述狭缝孔邻近所述永磁体设置，所述狭缝孔与邻近的所述永磁体的长度方向的夹角为30～60度。

10.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子铁芯和所述永磁体整体塑封。

11.如权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子铁芯与所述永磁体的两端通过灌封胶固定。

12.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至11中任意一项所述的永磁电机。